Автоматизация процесса прокалки кокса во вращающихся печах (Отчет по производственной практике), страница 7

Огнеупорная футеровка должна иметь вполне определенные свойства: химическую устойчивость в отношении прокаливаемого материала, приемлемые огнеупорность, термостойкость, теплопроводность, тепловое расширение, механическую прочность, сопротивление истиранию, упругость. Вся печь с учетом требований к футеровке может быть условно разделена на отдельные термические зоны. Например, для 45-м печи протяженность этих зон составит, м:

Зона сушки материала ........................  6-8

Зона нагрева ........................................ 12-15

Зона прокалки (кальцинации) ............... 18-20

Зона охлаждения ..................................... 4-6

В каждой из перечисленных зон требования к огнеупорной футеровке имеют свою специфику. Так или иначе, но в пос­ледние годы мнения специалистов сходятся на целесообразно­сти использования для футеровки барабанных печей комбина­ции из шамотного и высокоглиноземистого (муллитового) кир­пича. Последним футеруется зона наиболее высоких темпера­тур на протяжении 8-9 диаметров от горячего обреза печи.

Высокоглиноземистые кирпичи, содержащие 62-70 % Al₂O₃, имеют огнеупорность не ниже 1800 °С, начало размягчения под нагрузкой более 1400 °С, термостойкость 20-30 теплосмен (сухих), сопротивление сжатию в холодном состоянии 35-40 МПа, объемную плотность 2300-2400 кг/м³, умеренные значе­ния теплопроводности и теплового расширения. По действую­щему ГОСТ 21436—75 (ИСО 9205—88) это соответствует муллитовому кирпичу сорта МЛЦ.

1.2.4  Режим работы прокалочных печей

Эффективность работы прокалочной печи определяется двумя факторами: скоростью продвижения мате­риала в печи, т. е. производительностью, и удельным расходом топлива (природного газа или мазута).

Скорость движения материала в печи определяется по фор­муле:

,

где R — внутренний радиус печи, м;  п — число оборотов ба­рабана, мин^-1;  χ — угол наклона барабана, град.

Время пребывания материала в печи определяется по фор­муле:

t = К_TL/v,

где L — рабочая длина печи, м; К_T — коэффициент трения, в среднем равный 1,3; v — скорость движения материала в пе­чи, м/ч.

Зная диаметр барабана печи D, коэффициент заполнения Е и скорость движения материала v м/ч, можно определить ча­совую производительность печи Q, т/ч:

,

где μ — насыпной вес материала, т/м³.

Как видно из представленных формул, производительность печи Q при относительно постоянных значениях D, п, χ, К_Т и L определяется двумя факторами: насыпным весом материала и коэффициентом заполнения печи Е. В случае использования одного типа материала (нефтяного или пекового кокса) и ста­бильности его гранулометрического состава (например, -60 мм) насыпной вес кокса будет меняться также в небольшом диапазоне.

Таким образом, основным фактором, определяющим пропу­скную способность печи, оказывается коэффициент заполне­ния печи Е.

Для каждого типа печей подбирают оптимальную величину заполнения барабана, чтобы кокс при продвижении в зоне прокалки подвергался максимальному облучению от горящего фа­кела и контактировал с раскаленными газами. При заполнении барабана выше оптимального ухудшаются условия теплообме­на кокса с топочными газами и часть материала в середине по­тока не соприкасается ни с футеровкой печи, ни с раскален­ными газами, т. е. не нагревается ни излучением, ни конвек­цией. В этом случае физико-химические процессы в коксе не успевают закончиться. При заниженном коэффициенте запол­нения тепловая энергия топочных газов будет использоваться недостаточно полно.

При постоянном расходе тепла увеличение подачи матери­ала в печь приводит к понижению температуры по всей длине печи и к сокращению длины зоны прокаливания, т. е. к сниже­нию степени прокаливания кокса. Кроме того, во избежание перелива или пересыпания сырьевой массы через загрузочный конец печи в осадительную камеру транспортная производи­тельность печи всегда должна превышать ее производитель­ность как технологического агрегата.